[發(fā)明專利]一種三維艦船識別方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210062539.0
• 申請日: 2012-03-12
• 公開（公告）號: CN103310220A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王彥杰;陳杰;崔麥會;陳超;吳宏明;蔣玉峰;胡兵
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍海軍裝備研究院信息工程技術(shù)研究所
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G06K9/46
• 代理公司: 中國船舶專利中心 11026
• 代理人: 張文慶

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及艦船目標的識別，尤其適用于基于三維模型進行艦船目標識別。

背景技術(shù)：

近年來，利用三維信息識別物體的方法頗受關(guān)注，是解決三維物體識別的必然趨勢。在現(xiàn)有技術(shù)中，其中一種方法是從圖像中提取具有仿射不變性的局部特征，并計算圖像中所有局部特征的統(tǒng)計特性，來掩蓋視角變化所帶來的三維形變。另一種方法在局部特征提取的基礎(chǔ)上，構(gòu)建局部特征的幾何模型，通過計算幾何模型的仿射變形來糾正三維物體視角變化的影響。以上兩種方法只適合區(qū)分類間距離較大、類內(nèi)距離較小的物體類別，而不適合解決艦船型號類別區(qū)分問題，這是由于艦船本身體積較大并且不同型號的艦船目標差異較小難以區(qū)分。

目前，比較流行的三維物體識別方法是通過建立一組已有物體的可以自由旋轉(zhuǎn)的三維物體模型，并將每一個已建立的三維物體模型旋轉(zhuǎn)多個角度從而得到不同旋轉(zhuǎn)角度下的二維投影圖像，然后將待識別圖像與每一個已建立的三維物體模型不同旋轉(zhuǎn)角度下的二維投影圖像進行匹配識別。這種方法應(yīng)用于艦船識別的缺陷是需要將已有艦船三維模型的視角空間離散化，生成一組離散的已有艦船二維投影圖像集合(例如以5°為間隔得到離散的二維投影圖像集合)，將待識別艦船圖像與已有艦船二維投影圖像進行匹配，大量的匹配運算影響識別的時效性；同時離散化的視角表示不能準確描述任意視角下的艦船姿態(tài)，降低了艦船識別的準確性。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明要解決的問題是提供一種匹配運算量小，識別的時效性以及準確性高的三維艦船識別方法。

本發(fā)明解決三維艦船目標的圖像識別問題。艦船圖像是對三維物體進行二維投影得到的，在識別過程中，因損失三維物體的空間結(jié)構(gòu)信息造成以下困難，相同的艦船目標在不同視角下的二維投影圖像差異很大，不同的目標在一些視角下的投影圖像十分相似。本發(fā)明針對以上困難，解決三維模型與待識別圖像的姿態(tài)匹配、待識別圖像的艦船前景提取和圖像的識別特征提取等問題。

本發(fā)明的原理是，直接將已有艦船三維模型旋轉(zhuǎn)至待識別艦船圖像的姿態(tài)，通過找到最佳匹配來識別三維艦船。

本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種三維艦船識別方法，包括的步驟有：

建立已有艦船三維模型數(shù)據(jù)庫；

建立三維參考模型；

將三維參考模型和數(shù)據(jù)庫中的已有艦船三維模型調(diào)整至相同的初始姿態(tài)；

將三維參考模型旋轉(zhuǎn)至與待識別艦船圖像相同的姿態(tài)；

根據(jù)三維參考模型旋轉(zhuǎn)的角度調(diào)整數(shù)據(jù)庫中所有艦船三維模型的姿態(tài)，得到當前姿態(tài)下的所有艦船三維模型的二維投影圖像；

提取待識別艦船圖像的前景區(qū)域；

提取待識別艦船圖像前景區(qū)域和所有艦船三維模型二維投影圖像的特征；

對提取的特征進行匹配，將待識別艦船圖像匹配至最相似的艦船類型，

根據(jù)待識別圖像前景區(qū)域與所有艦船三維模型二維投影圖像的特征向量的距離最小原則，將待識別艦船匹配至具有最小距離的已有艦船，從而完成了三維艦船的識別。

假設(shè)兩幅艦船圖像的特征向量分別為F₁＝{f_1i}和F₂＝{f_2i}(i＝1，2，…，T；T為特征向量的維數(shù))；因此，特征向量間的距離可以表示為：

d(F1,F2)=Σi=1T(f1i-f2i)2]]>